LTE 切換過程中的數(shù)據(jù)切換

1、LTE切換過程中的數(shù)據(jù)切換(2014-10-16 16:22:27) 轉(zhuǎn)載標(biāo)簽： 轉(zhuǎn)載原文地址：LTE切換過程中的數(shù)據(jù)切換作者：lte2010LTE中的切換，根據(jù)無線承載（Radio Bearer）的QoS要求的不同，可以分為無縫切換(Seamless handover)和無損切換(lossless handover)。無縫切換，應(yīng)用于對(duì)于時(shí)間延遲有嚴(yán)格要求，而對(duì)誤包率（丟包率）具有相對(duì)容忍度的一些應(yīng)用（比如，語音 VoIP）。無縫切換在LTE中可以降低切換的復(fù)雜度和時(shí)間延遲，但同時(shí)可能引起某些數(shù)據(jù)包的丟失。無縫切換主要應(yīng)用于控制面的無線承載（SRB）以及用戶數(shù)據(jù)面RLC UM 模式的無線承載

2、。在無縫切換的模式下，對(duì)于下行的數(shù)據(jù)傳輸，源eNodeB將尚未進(jìn)行傳輸?shù)腜DCP SDU轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，對(duì)于經(jīng)S1接口轉(zhuǎn)發(fā)下來，尚未進(jìn)行PDCP處理的下行數(shù)據(jù)，源eNodeB也同樣轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB。已經(jīng)完成PDCP SDU傳輸?shù)南滦袛?shù)據(jù)， 則無需轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行了部分PDCP SDU的傳輸，但尚存部分RLC PDU的數(shù)據(jù)，源eNodeB會(huì)將剩余的RLC PDU丟棄，也就是說，在無縫切換模式下，源eNodeB不會(huì)將下行數(shù)據(jù)的RLC 上下文（RLC Context）轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，這樣，這部分PDCP SDU的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。目標(biāo)eNodeB側(cè)，會(huì)將PDCP

3、的SN和HFN重新置為零。同時(shí)，目標(biāo)eNodeB在傳輸經(jīng)由S1接口的下行數(shù)據(jù)之前，會(huì)優(yōu)先傳輸源eNodeB通過X2接口轉(zhuǎn)發(fā)過來的下行數(shù)據(jù)。我們知道，SGW在將下行通道切換到目標(biāo)eNodeB之前會(huì)向源eNodeB發(fā)送“End Marker ”數(shù)據(jù)包。源eNodeB會(huì)將此數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB。目標(biāo)eNodeB據(jù)此可以獲知源eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的結(jié)束。（基于X2的切換過程中，SGW發(fā)生變化時(shí)，是否會(huì)發(fā)送“End Marker”數(shù)據(jù)包？）在無縫切換的模式下，對(duì)于上行的PDCP SDU數(shù)據(jù)，同樣，對(duì)于已經(jīng)在源eNodeB中完成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，UE不會(huì)在目標(biāo)eNodeB中重新發(fā)送。相反， 在目標(biāo)eNo

4、deB中，UE 將傳輸那些尚未在源eNodeB中傳輸?shù)腜DCP SDU數(shù)據(jù) （對(duì)于已經(jīng)完成了部分RLC PDU傳輸?shù)?PDCP SDU數(shù)據(jù)，UE會(huì)在目標(biāo)eNodeB中傳輸剩余部分的RLC PDU嗎？RLC層在LTE中切換過程中的角色是什么？個(gè)人認(rèn)為不會(huì)）。源eNodeB將所有接收到的PDCP SDU上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給SGW，其中可能包括有失序的PDCP SDU。對(duì)于無法組裝成PDCP SDU的部分RLC PDU ，源eNodeB將把他們丟棄。也就是說， 源eNodeB并不將上行數(shù)據(jù)的RLC 上下文轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，這部分對(duì)應(yīng)的PDCP SDU上行數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。無損切換主要用于RLC AM模式

5、的無線承載，典型的例子如FTP上下載，PDCP SDU傳輸?shù)膩G失可能對(duì)上層協(xié)議（TCP）的吞吐量有較大的影響，相反，對(duì)于時(shí)間延遲不象實(shí)時(shí)應(yīng)用那樣敏感。在正常的工作模式下（即未發(fā)生切換時(shí)），UE和eNodeB上的RLC層保證了數(shù)據(jù)的有序傳輸，對(duì)于由于RLC的重傳或者由于MAC層的HARQ引起的RLC層的失序，RLC層可以根據(jù)其頭部的序列號(hào)來重新加以排序。LTE中， PDCP的頭部也標(biāo)有序列號(hào)，可以以此來保證切換過程中數(shù)據(jù)的有序傳輸和重復(fù)檢測，也可以用來保證切換過程中數(shù)據(jù)的無損傳輸。（為什么由PDCP層而不是RLC層來保證切換后數(shù)據(jù)的無損呢？）在無損切換中，對(duì)于上行數(shù)據(jù)，切換到目標(biāo)eNodeB后，

6、UE會(huì)從第一個(gè)尚未在源eNodeB中得到確認(rèn)的PDCP SDU開始，重傳以后的PDCP SDU包（其中可能包括源eNodeB收到，但UE沒有收到確認(rèn)的PDCP SDU或UE雖收到確認(rèn)，但失序的PDCP SDU），除非目標(biāo)eNodeB通過PDCP 狀態(tài)報(bào)告包確認(rèn)收到其中的某些SDU（源eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB）。如下圖所示：對(duì)于上行的數(shù)據(jù)，UE已經(jīng)傳輸了SN號(hào)為1到5 的PDCP PDU，切換發(fā)生時(shí)（源eNodeB發(fā)送SN Status Transfer消息給目標(biāo)eNodeB），源eNodeB只收到了SN號(hào)為1，2和4 的PDCP PDU 并向UE做了確認(rèn)，對(duì)于序號(hào)為3和5的PDCP

7、PDU，源eNodeB只收到了部分RLC PDU。UE會(huì)將SN標(biāo)號(hào)為3，4和5的PDCP PDU放到PDCP的重傳序列中，因?yàn)?是UE沒有收到確認(rèn)的第一個(gè)包，盡管源eNodeB已經(jīng)收到了包4并且UE也得到了確認(rèn)。源eNodeB發(fā)送SN Status Transfer消息給目標(biāo)eNodeB后，會(huì)將收到的連續(xù)PDCP SDU轉(zhuǎn)發(fā)給SGW，圖中，對(duì)應(yīng)的是SN號(hào)為1和2的PDCP PDU。而對(duì)于收到的部分RLC PDU數(shù)據(jù)（對(duì)應(yīng)SN號(hào)為3和5 的PDCP PDU），源eNodeB會(huì)將其丟棄，也就是說，源eNodeB并不向目標(biāo)eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)上行數(shù)據(jù)的RLC 上下文（Context）。如果源eNodeB

8、和目標(biāo)eNodeB雙方協(xié)商同意要進(jìn)行上行的失序PDCP SDU的轉(zhuǎn)發(fā)，則源eNodeB將SN號(hào)為4 的PDCP PDU轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB。否則，源eNodeB也會(huì)將相應(yīng)的PDCP包丟棄。圖中，包4 被源eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB。切換發(fā)生，UE接入到目標(biāo)eNodeB，與目標(biāo)eNodeB之間建立了數(shù)據(jù)連接，由于包1，2已經(jīng)在源eNodeB中得到確認(rèn)，因而UE不會(huì)在目標(biāo)eNodeB中重復(fù)發(fā)送，而將PDCP SN號(hào)為3，4，5，6的包依次向目標(biāo)eNodeB發(fā)送。目標(biāo)eNodeB依據(jù)SN號(hào)來對(duì)PDCP的PDU進(jìn)行排序和重復(fù)檢測。在此例中，包4屬于重復(fù)的數(shù)據(jù)包。目標(biāo)eNodeB將排序好的無重

9、復(fù)的PDCP SDU發(fā)送給SGW。目標(biāo)eNodeB也會(huì)向UE發(fā)送基于PDCP 的控制包，報(bào)告當(dāng)前eNodeB側(cè)PDCP SN號(hào)的狀態(tài)。如果在UE在重傳3，4，5上行數(shù)據(jù)包之前接收到目標(biāo)eNodeB下發(fā)的PDCP狀態(tài)報(bào)告，獲知目標(biāo)eNodeB已經(jīng)收到包4，則UE無需重傳包4，只需重傳包3和5以及新包6等即可。但規(guī)范中并未強(qiáng)制目標(biāo)eNodeB發(fā)送PDCP狀態(tài)報(bào)告的時(shí)間，UE也無需等到收到目標(biāo)eNodeB的PDCP狀態(tài)報(bào)告后，才重新開始上行數(shù)據(jù)的傳輸。圖中，包4被UE在目標(biāo)eNodeB中重復(fù)傳輸，目標(biāo)eNodeB中的PDCP層會(huì)根據(jù)PDCP的SN號(hào)進(jìn)行PDCP包的重復(fù)檢測。在無損切換的過程中，對(duì)于下

10、行的PDCP SDU，如果UE已經(jīng)在源eNodeB中完成PDCP SDU的確認(rèn)，源eNodeB無需將它們轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB （包括連續(xù)的和失序的PDCP SDU）。源eNodeB需要將尚未傳輸完畢（包括已有部分傳輸和尚未進(jìn)行傳輸?shù)摹Ｗ⒁?，與無縫切換中不同，無縫切換中轉(zhuǎn)發(fā)的是尚未進(jìn)行傳輸?shù)腟DU）的PDCP SDU轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，包括經(jīng)S1接口轉(zhuǎn)發(fā)下來，尚未進(jìn)行PDCP處理的下行數(shù)據(jù)。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)行了部分PDCP SDU的傳輸，但尚存部分RLC PDU的數(shù)據(jù)，源eNodeB會(huì)將RLC PDU丟棄，也就是說，在無縫切換模式下，源eNodeB不會(huì)將RLC 上下文 （RLC Context）

11、轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB（源eNodeB丟棄的只是RLC的上下文，并非是PDCP SDU的數(shù)據(jù)，PDCP SDU的數(shù)據(jù)仍會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，因?yàn)樗麄儗儆谏形磦鬏斖戤叺腜DCP SDU）。如下圖所示：在切換過程發(fā)生時(shí)，源eNodeB已經(jīng)傳輸了SN號(hào)為1至4的PDCP PDU，編號(hào)為5的PDCP PDU還未開始傳輸。而在UE側(cè)，SN號(hào)為3的PDCP PDU 沒有收到，UE已經(jīng)向源eNodeB發(fā)送了1，2和4的確認(rèn)，但是源eNodeB只收到了1和2的確認(rèn)。因此，源eNodeB會(huì)將除了1，2 之外的PDCP SDU（這里是解壓后的數(shù)據(jù)，因此是SDU，其對(duì)應(yīng)的PDU的SN號(hào)會(huì)在GTPU擴(kuò)展頭部的“P

12、DCP PDU Number”域中給出）轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，包括SN號(hào)為3，4和5的PDCP SDU。源eNodeB會(huì)從SGW收到“End Marker”包，表明下行數(shù)據(jù)承載將由源eNodeB切換到目標(biāo)eNodeB，不會(huì)再有數(shù)據(jù)通過源eNodeB的通道下發(fā)下來。源eNodeB會(huì)將此“End Marker”數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)eNodeB，表明到目標(biāo)eNodeB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的結(jié)束。和圖中表示的不同，如果UE已經(jīng)向源eNodeB發(fā)送了包1，2和4的確認(rèn)，并且源eNodeB都已經(jīng)收到，包括對(duì)包4的確認(rèn)。那么源eNodeB將只轉(zhuǎn)發(fā)3，5等數(shù)據(jù)包給目標(biāo)eNodeB而不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)包4，因?yàn)榇_認(rèn)UE已經(jīng)收到包4。這點(diǎn)和上行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)有些不同。在上行數(shù)據(jù)傳送中，UE雖然可以確定某失序的數(shù)據(jù)包在源eNodeB中已經(jīng)收到，但不知道源和目標(biāo)eNodeB之間是否會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)此失序數(shù)據(jù)（依賴于兩eNodeB之間的協(xié)商），因此，UE需要準(zhǔn)備在目標(biāo)eNodeB中的重傳。目標(biāo)eNodeB在接收源eNodeB轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)的同時(shí)，也可能收到SGW發(fā)送過來的下行數(shù)據(jù)。在這種情況下，目標(biāo)eNodeB會(huì)優(yōu)先發(fā)送源eNodeB通過X2接口發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，直到“End Marker”標(biāo)志。目標(biāo)eNodeB也會(huì)依次分配下一個(gè)PDCP SN號(hào)給新的數(shù)據(jù)包（這個(gè)數(shù)據(jù)包，可能來自SGW，也可能來自源eNodeB）。圖中，目標(biāo)eNode